新型ＦＲＰ预应力复合筋制造技术

本实用新型专利技术涉及一种桥梁、水利工程和海港码头等混凝土结构中用新型ＦＲＰ预应力复合筋，包括高强混凝土棱柱体和ＦＲＰ筋，ＦＲＰ筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹，所述的肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成３０～６０°夹角α的斜肋纹，ＦＲＰ筋是ＣＦＲＰ筋、ＧＦＲＰ筋、ＢＦＲＰ筋或ＡＦＲＰ筋。与普通ＦＲＰ筋混凝土相比，本实用新型专利技术具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提高构件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用ＦＲＰ材料等优点，同时由于新型ＦＲＰ预应力复合筋可以批量预制，与普通预应力ＦＲＰ筋相比，本实用新型专利技术还具有施工方便和延性更好等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种桥梁、水利工程和海港码头等混凝土结构中用新型FRP预应 力复合筋。
技术介绍
桥梁、水利工程、海港码头等混凝土结构中预应力钢筋和普通钢筋的锈蚀，一直是 国内外土木工程界所关心的课题和面临的挑战。在冬季大量使用防冻盐的地区以及临海地 区，此类问题尤为突出。已有工程实践表明，为保持结构的正常使用性能所需的加固与维修 费用通常是结构本身造价的数倍。如何提高钢筋混凝土结构的耐久性、增长它们的使用寿命是土木工程中迫在眉睫 的问题。为解决此问题，人们进行了多种尝试，国内外学者从20世纪60年代就已经开始 研究对策，经过近半个世纪的探索和实践，研制开发了纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic)即FRP。FRP具有抗拉强度高、重量轻、自诊断特性、无磁性和无腐蚀行等优良特 性，而且FRP棒材可做成普通钢筋的形状，因而FRP筋被认为是预应力混凝土结构中预应力 钢筋和普通钢筋的一种良好的替代材料，成为目前国内外土木工程领域的研究热点之一。 目前，世界上已有不少国家和地区把FRP筋应用于土木工程中，尤其是在一些恶劣环境中， FRP显示出了广阔的应用前景，因此对FRP筋混凝土结构的受力性能研究有着重大的理论 意义和实际价值。大多数的纤维材料与钢材相比抗拉强度高，弹性模量低。由于弹性模量低，FRP筋 混凝土受弯构件开裂时，构件截面中和轴急剧的上移，导致构件刚度降低，伴之而来的是构 件挠度的降低和裂缝宽度的增加。增加截面的FRP筋的配筋量是可以提高构件挠度，满足 设计规范的安全要求。然而，这将意味着FRP筋使用成本过高。此外，截面配筋率过高，FRP 筋的高抗拉强度特点也不能在设计中充分被利用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提 高构件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用FRP材料等优点的新型FRP预应力复 合筋，以解决上述现在技术中存在的不足之处。解决上述技术问题的技术方案是一种新型FRP预应力复合筋，包括高强混凝土 棱柱体和FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋 纹。所述的肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱 体底面形成30 60°夹角α的斜肋纹。所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。本技术正是为了有效利用预应力FRP筋混凝土卓越性能优势和方便施工而 专利技术的一种新型预应力FRP筋技术，新型FRP预应力复合筋(也可称为FRP-PCPs复合筋)3是指在截面较小的高强混凝土棱柱体(PCPs)中埋植预应力FRP筋，待混凝土达到设计强度 后，预应力FRP筋与高强混凝土棱柱体相互组合形成了截面尺寸较小适合于轴心受拉的新 型FRP预应力复合筋。该新型FRP预应力复合筋可以作为受力筋直接浇筑于各种混凝土构 件(梁、板等)中受拉区域，即形成了一种新型FRP预应力混凝土构件——新型FRP预应力 复合筋结构。与普通FRP筋混凝土相比，本技术具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提高构 件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用FRP材料等优点，同时由于新型FRP预应 力复合筋可以批量预制，与普通预应力FRP筋相比，新型FRP预应力复合筋还具有施工方便 和延性更好等优点，而且由于新型FRP预应力复合筋可以进行工厂预制和定制，复合筋的 制作质量和力学性能能得到严格控制。在高强混凝土棱柱体两侧面设置有肋纹，增加了两 侧肋纹可以增加FRP-PCPs筋与周围混凝土的粗糙系数，提高混凝土之间的摩擦力，从而加 强了新型FRP预应力复合筋与周围混凝土的粘结强度和提高新型FRP预应力复合筋构件的 抗开裂能力和。因此，本技术之新型FRP预应力复合筋作为一种结合新型材料和预应 力技术的创新结构技术具有良好研究意义和推广应用前景。由于新型FRP预应力复合筋具有上述优点，本技术在以下应用范围具有良好 应用前景(1)用于新建混凝土桥梁的桥面板中；(2)用于新建混凝土桥梁的桥面梁中；(3) 将新型FRP预应力复合筋作为嵌入筋在表层嵌入(NSM)加固混凝土桥面板、桥面梁中；(4) 用于其它需要较高耐久性的混凝土梁板构件的新建和加固工程中。其中，因为在混凝土桥 面板中无需箍筋、仅配单向受拉纵筋、对受拉筋耐久性和疲劳性能要求较高等特点，采用新 型FRP预应力复合筋作为桥面板中受拉纵筋所形成的新型FRP预应力复合筋混凝土桥面板 最能完全发挥出新型FRP预应力复合筋的性能优势，在我国寒冷地区和南方沿海地区均具 广泛应用前景和推广价值。下面，结合附图和实施例对本技术之新型FRP预应力复合筋的技术特征作进 一步的说明。附图说明图1 图3 本技术实施例一结构示意图图1 立体图，图2 主视图，图3 右视图。图4 图6 本技术实施例二结构示意图图4:立体图，图5:主视图，图6:右视图。图中I-FRP筋，2-高强混凝土棱柱体，31-竖肋纹，32-斜肋纹。具体实施方式实施例一一种新型FRP预应力复合筋(参见图1 图3)，包括高强混凝土棱柱体2和FRP 筋1，FRP筋1埋植于截面较小的高强混凝土棱柱体2中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置 有与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹31。实施例二4一种新型FRP预应力复合筋(参见图4 图6)，包括高强混凝土棱柱体2和FRP 筋1，FRP筋1埋植于截面较小的高强混凝土棱柱体2中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置 有与高强混凝土棱柱体底面形成46°夹角α的斜肋纹32。作本实施例二的一种变换，所述的夹角α的角度可以根据实际情况增大或减小， 一般为30 60°。本技术各实施例所述的FRP筋可以是CFRP筋(碳纤维筋),GFRP筋(玻璃纤 维筋)、BFRP筋(玄武岩纤维筋)或AFRP筋(芳纶纤维筋)，FRP的直径、预应力水平根据 受力构件的实际荷载确定。本技术截面尺寸根据工程实际情况确定。权利要求一种新型FRP预应力复合筋，其特征在于包括高强混凝土棱柱体和FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹。2.根据权利要求1所述的新型FRP预应力复合筋，其特征在于所述的肋纹或是与高 强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成30 60°夹角α的 斜肋纹。3.根据权利要求1或2所述的新型FRP预应力复合筋，其特征在于所述的FRP筋是 CFRP 筋、GFRP 筋、BFRP 筋或 AFRP 筋。专利摘要本技术涉及一种桥梁、水利工程和海港码头等混凝土结构中用新型FRP预应力复合筋，包括高强混凝土棱柱体和FRP筋，FRP筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹，所述的肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面垂直的竖肋纹或是与高强混凝土棱柱体底面形成30～60°夹角α的斜肋纹，FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。与普通FRP筋混凝土相比，本技术具有延缓裂缝开展、减小裂缝宽度、提高构件刚度、增加构件强度、改善构件延性和充分利用FRP材料等优点，同时由于新型FRP预应力复合筋可以批量预制，与普通预应力FRP筋相比，本技术还具有施工方便和延性更好等优点。文档编号E04C5/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型ＦＲＰ预应力复合筋，其特征在于：包括高强混凝土棱柱体和ＦＲＰ筋，ＦＲＰ筋埋植于高强混凝土棱柱体中，高强混凝土棱柱体两侧面还设置有肋纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，邓宇，张鹏，薛建阳，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，广西工学院，
类型：实用新型
国别省市：87[]